Zülallar

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar
protein model mosaic.

Zülal, polipeptid, protein (Sadə zülal) və ya Proteid - (protos: birinci, vacib) aminturşulardan ibarət bir və ya birdən çox sayıda uzun zəncirdən ibarət bioloji əhəmiyyətli makromolekullardır. Zülallar canlı hüceyrəsində metabolik reaksiyaları katalizləmək, DNT-ni çoxaltmaq, xarici stimulların qarşısında hərəkətə keçmək, maddələri hüceyrə içərisində bir nöqtədən digərinə daşımaq, hüceyrənin bir çox strukturunu əmələ gətirmək və sairə kimi bioloji fəaliyyətin çox önəmli bir qismini yerinə yetirirlər. Canlı hüceyrədəki zülalların əksəriyyəti fermentdir. Proteinlər əsas bir-birindən aminturşu ardıcıllıqları baxımından fərqlənirlər. Təxminən 20 növ aminturşu proteinlərdə özünəməxsus spesifik sıra yəni ardıcıllıqla düzülərək əmələ gələn zülalın funksiyasının təyin edir. Bu spesifik ardıcıllıq informasiyası DNT-nin gen adı verilən bölgələrindən gəlməkdədir.  

Tarix[redaktə | əsas redaktə]

Zülallar canlı orqanizmin fəaliyyətində mühüm rol oynayırlar. İlk dəfə 1728-ci ildə Behkari taxıl unundan zülal ayırmış və ona kleykavina adı vermişdir. Sonralar müəyyən etmişdir ki, həmin zülal toyuq yumurtasının zülalı ilə eynilik təşkil edir. Zülal sahəsində görkəmli alman alimi, Nobel mükafatı laureatı E.Fişerin əməyini də qiymətləndirmək lazımdır. 1953-cü ildə F. Senger insulin zülalın aminturşu ardıcıllığını müəyyən etmişdir. 1963-cü ildə Tsan ilk dəfə insulin zülalını sintez etdi. 1958-ci ildə Kendryu və Peruç mioqlobin və hemoqlobini üçölçülü quruluşda olmasını müəyyən etdi.

Zülalların aşağıdakı xarakterik əlamətləri vardır: 1. Zülalların tərkibində azotun miqdarı quru kütləyə görə təxminən 16 % təşkil edir; 2. Aminturşu manqalarının daimi quruluşu mövcuddur; 3. Aminturşular bir-biri ilə peptid (NHCO) əlaqəsi ilə birləşir və polipeptid zənciri əmələ gətirir; 4. Yüksəkmolekul kütləsinə malik olurlar (4-5 mindən milyona qədər). Tərkibində 2–10 sayda aminturşu olan zülallara peptidlər, 10–40 sayda olanlara polipeptidlər deyilir. Əgər bir aminturşunun orta molekul kütləsini 100 qəbul etsək, onda peptidlərin molekul kütləsi 1000-ə bərabər olar. Polipeptid və zülallarınkı 4000-dən daha yüksəkdir. Bəzi zülalların molekul kütləsi   verilmişdir.

Bəzi zülalların molekul kütləsi :

Qlükoqon 4000,

İnsulin 6000

Ribonukleaza 137000

Tripsin 23800

Fibrinogen 341000

İlbizin qemasiani 9000000

Quruluşu[redaktə | əsas redaktə]

Zülalların əsas quruluş vahidi aminturşulardır. Aminturşulara, karbon zəncirindəki hidrogenlərdən biri NH2 qrupu ilə əvəz olunmuş, karbon turşularının törəməsi kimi baxmaq olar. Zülalların tərkibinə daxil olan bütün aminturşular üçün (prolin müstəsnalıq təşkil edir) xarakter olan ümumi əlamət, onların tərkibində sərbəst karboksil qrupunun, sərbəst əvəzlənməmiş amin qrupunun, karbon atomuna birləşmiş və yan zəncir adlanan müəyyən R-qrupunun olmasıdır. Təbii amintirşuların çoxunda amin qrupu karboksilə nəzərən α-vəziyyətində yerləşmiş olur.

Çox az hallarda canlı orqanizmlərdə amin qrupu β və ya γ vəziyyətində olan aminturşulara (β-aminpropion, γ-aminyağ turşuları) rast gəlinir. Zülallarda ölçüsü, forması, hidrogen rabitəsi əmələ gətirmək qabiliyyətiə görə fərqlənən 20 növdə aminturşu yan zəncirinə rast gəlinir. Qeyd etmək lazımdır ki, bakteriyadan insana qədər bütün canlıların zülalları, aminturşuların eynilə 20 növündən ibarətdir. Zülalların müxtəlif funksiyaları yerinə yetirə bilməsi, onları təşkil edən 20 quruluş elementinin xassələrinin müxtəl ifliyi və çevikliyi ilə izah oluna bilər. Zülallar funksiyası, mikroquruluşu və hidroliz zamanı alınan məhzullardan asılı olaraq qruplaşdırılır. Zülallar sadə – proteinlər və mürəkkəb – proteidlər qruplarına bölünür. Sadə zülallara – albuminlər (suda həll olur), qlobulinlər (neytral duzların məhlulunda həll olur), prolaminlər (spirtdə həll olur), qlyutelinlər (zəif qələvi məhlulunda həll olur), histonlar və s. aiddir. Mürəkkəb zülallar – proteidlər zülalsız hissənin kimyəvi təbiətindən asılı olaraq fosfoproteidlər, qlikoproteidlər, liopoproteidlər xromoproteidlər və nukleproteidlər qrupuna ayrılır.[1]

Hazırda 2500-ə qədər zülalın birinci quruluşu ayrıd edilmişdir. Əgər təbiətdə olan zülalın sayının 1012-ə bərabər olduğunu yada salsaq, onda edilənlər çox azdır. Birincili quruluşu - polipeptid zəncirində aminturşu qalıqlarının ardıcıl düzülüşündən ibarətdir. Zülalın birincili quruluşunu bildikdə, onun struktur formulunu yazmaq olur. Əgər zülalın tərkibinə bir neçə polipeptid zənciri daxildirsə, onun birincili quruluşunu təyin etmək çətindir. Çünki əvvəlcə gərək həmin zəncirləri bir-birindən ayırmaq lazımdır. Zülal molekulunda aminturşu qalıqlarının ardıcıllığını müəyyənləşdirmək üçün onu hidroliz edirlər və polipeptid zəncirində sonda olan aminturşuları təyin edilir. Nəticədə sonda olan sərbəst NH2 və COOH qrupları müəyyənləşdirilir. N-Sonlu aminturşularını təyin etmək üçün müxtəlif üsullar mövcuddur. Məsələn, Friderik Senger polipeptidi 1-flüor-2,4-dinitrobenzol ilə arilləşdirmiş və N-sonlu aminturşusunun sarı rəngli 2,4-dinitro törəməsini almışdır. Turşu hidrolizindən sonra reaksiya məhzulu N-sonlu aminturşusunun dinitrofenilpeptidi stabil 2,4- dinitrofenilamin turşusu alınır. Digər sərbəst aminturşularından fərqli olaraq o sarı rəngli olur. Xromatoqrafiya ilə onu ayırmaq olur.

Zülalların sintezi[redaktə | əsas redaktə]

Zülallar canlıların bədənində dinamik vəziyyətdə olur. Başqa sözlə, canlıların toxumasına daxil olan zülallar daim parçalanır və yenidən əmələ gəlir. Zülallar müxtəlif orqanlarda müxtəlif sürətlə parçalanır. Məsələn, insanın qaraciyərində bir gün ərzində 40-50 qram zülal sintez olunur. Onun da bir qismi qaraciyərin öz strukturuna, digər qismi isə qan zərdabına daxil olur. Eritrositlərdə olan hemoqlobin də fasiləsiz olaraq öz funksiyasını itirir, çünki eritrositlərin yaşama müddəti 120 gündür. Qan daima funksiyasını itirmiş eritrositlərdən təmizlənməlidir. Bunun üçün qan yaradıcı hüceyrələr fasiləsiz hemoqlobin sintez edir. Yuxarıda deyilənlərdən aydın olur ki, hüceyrələrdə zülalın sintezi maddələr mübadiləsinin ən mühüm və ayrılmaz hissəsidir. Canlıların toxumalarında zülal sintezi hüceyrənin müxtəlif sahələrində müəyyən ardıcıllıqla gedən kimyəvi sintez proseslərindən ibarətdir. Zülal sintezinin ən əsas xüsusiyyəti onun dəqiqliyi olub, onun molekul quruluşunun genetik proqramı orqanizm tərəfindən mühafizə olunur və nəsildən-nəsilə verilir. Məhz buna görə də orqanizmdə eyni bir zülalın molekulları dəfələrlə sintez edilməsinə baxmayaraq, onlarda aminturşularının qalıqlarının yerləşmə ardıcıllığı bir-birindən fərqlənmir. Canlı orqanizmin funksiyasının quruluşunu və əsasını zülallar təşkil edir. F.Engelsə görə həyat zülalın yaşayış formasıdır. F.Krikə görə zülallar ona görə çox əhəmiyyət- lidir ki, onlar çoxlu sayda funksiyanı qeyri-adi yüngüllüklə və gözəlliklə yerinə yetirir. Hesablamalara görə təbiətdə təxminən 1010-1012 sayda müxtəlif zülal vardır. Onlar virusdan başlamış insana qədər 106 növ canlı orqanizmin yaşamasını təmin edir. Bu qədər çoxlu miqdarda təbii zülalın yalnız 2500-ə qədərinin dəqiq quruluşu məlumdur. Hər bir orqanizm xüsusi yığılmış zülal toplantısından ibarətdir. E. coli hüceyrəsinin tərkibi 3000 müxtəlif zülaldan təşkil olunmuşdur. İnsan orqanizmində isə 50000 müxtəlif zülal vardır. Təbii zülallar 20 aminturşudan təşkil olunmuşdur. Bu aminturşular müxtəlif ardıcıllıqla düzülüb çoxlu sayda olduqca müxtəlif zülal əmələ gətirə bilər. Məsələn, iki aminturşu yalnız iki izomer əmələ gətirir. Dörd aminturşu isə nəzəri olaraq 24 izomeri, 20 aminturşu isə 2,4⋅1018 müxtəlif zülal əmələ gətirə bilər. Asanlıqla görmək olur ki, aminturşuların qalıqlarının ardıcıllığının artması əmələ gələn izomerlə- rin sayını astronomik kəmiyyətə çatdırır. Təbiətdə aminturşuların ardıcıllığı hər bir növ üçün xarakter olan xüsusi zülalların formalaşmasını təmin edir. Bu ardıcıllıq isə canlı orqanizmdə olan DNT-nin köməyilə kodlaşdırılır. Belə ki, DNT-dəki nukleotidlərin ardıcıllığı sintez olunan zülaldakı polipeptid zəncirindəki aminturşuların ardıcıllığının xəttini təyin edir.

Zülalların fiziki və kimyəvi xassələri[redaktə | əsas redaktə]

Hər bir zülalın aminturşu tərkibi və fəza quruluşu onun fiziki-kimyəvi xassəsini təyin edir. Zülallar turşu– əsas, bufer, kolloid və osmos xassələrinə malikdir. Zülallar irimolekullu birləşmələr olub, amfoter polielektrolitlərdir. Çünki özlərində amin və turşu (karboksil) qruplarını saxladığına görə həm əsas, həm də turşu xassəsi daşıyırlar. Onların amfoterliyi ilə aminturşuların amfoterliyini eyniləşdirmək olmaz. Tərkibində asparagin, qlütamin, aminlimon turşuları olan zulallar turşu xassəsi, lizin, arginin, histidin olan zülallar isə əsasi xassə daşıyır. Zülalın tərkibində nə qədər çox turşu xassəsi daşıyan aminturşular olsa, bir o qədər kəskin turşu xassəsi göstərəcəkdir. Aminturşu molekulunda hidroksil və sulfidril qrupları turşuluq xassəsinə təsir etmir. Bufer xassəsi. Zülallar bufer xassəsinə az da olsa malik olmasına baxmayaraq, onların bufer tutumu fizioloji qiymətlərdən məhduddur. Müstəsna hal olaraq, tərkibində histidin olan zülallar bufer xassəsinə malik olur və onların pH qiyməti fizioloji qiymətə yaxındır. Belə zülallar çox azdır. Yeganə zülal olan hemoqlobində histidinin miqdarı 8%-ə çatır. Bu isə eritrositlərdə hüceyrədaxili bufer əmələ gətirir. Beləliklə, qanda pH-ın qiyməti sabit saxlanır. Zülal yükü onun tərkibində olan turşu və əsasi aminturşuların miqdarından asılıdır: R1 R2 OH- H2N-(CH-CONH)n-CH-COOH H2 N (CH - CONH) - CH - COO R1 R2 + H2O - n Analoji olaraq, amin hissə özünə H+ birləşdirir: R R + H + + H2N-(CH-CONH)n H3N-(CH-CONH)n Ümumi zülal molekulunun yükünün cəmi təbii ki, mühitin pH–dan asılı olacaq. Əgər mühit turş olsa, müsbət yük, əsasi olsa mənfi yük daşıyacaq. Elə bir hal olur ki, zülal molekulunda müsbət yüklərin cəmi mənfi yüklərin cəminə bərabər olur. Bu halda zülalın yükü sıfıra bərabər olur. Belə olan hala izoelektrik nöqtəsi deyilir. Bu nöqtədə zülal elektrik sahəsinə münasibətdə hərəkətsiz olur. Əgər mühit turş olarsa, pH< 7, neytralda pH=7, əsasi mühitdə pH > 7 olacaqdır. pH-ın qiyməti izoelektrik nöqtədən (İEN) kiçik olsa, zülal müsbət yük, böyük olsa mənfi yük daşıyır. Sitoplazmanın zülalının İEN pH = 5.5 olur. Alanində pH= 6.02 olur. İEN qiyməti məhlulda zülalların stabilliyi üçün çox əhəmiyyətlidir. Çünki zülallar İEN-də olduqca dayanıqsız olur. Başqa sözlə, yüksüz zülal hissəcikləri bir-birinə yapışır və çökür. Kolloid və osmos xassəsi. Məlumdur ki, kolloid məhlullar yalnız stabilizatorun köməyi ilə əmələ gəlir. Stabilizator bunların çökməsinə mane olur. Zülalların suda məhlulu möhkəm tarazlığa malikdir. Vaxt keçdikcə çökmür və ya pıxtalaşmır. Beləliklə, heç bir stabilizatora ehtiyac olmur. Zülal məhlulları homogen sistemdir, yəni bircinslidir. Bu baxımdan onları həqiqi məhlullara aid etmək olur. Lakin onların irimolekullu olması kolloid sisteminə daxil edilməsinə imkan verir və aşağıdakı xüsusiyyətləri daşıyır:

  1. Onlar xarakterik optiki xassə daşıyır;
  2. Diffuziya sürəti azdır;
  3. Yarımsızdırıcı membrandan keçə bilmir;
  4. Məhlulların özlülüyü yüksəkdir;
  5. Gel əmələgətirmə qabiliyyətinə malikdir.

Zülalların optiki xassəsi[redaktə | əsas redaktə]

Zülalların qatı məhlullarına yandan işıq düşdükdə, parlayan konusvarı şəkil alınır. Bu hadisəyə Tindal hadisəsi və ya Tindal effekti deyilir. Zülalların işıq səpələmə xassəsindən istifadə edərək, onların nefelometriya üsulu ilə miqdarını təyin etmək olur. Zülalın osmos xassəsi. Birtərəfli diffuziya hadisəsi osmos adlanır. Zülallar irimolekullu birləşmələr olduğuna görə, yarımsızdırıcı membrandan diffuziya edib keçə bilmirlər. Lakin kiçik molekullar, məsələn, su keçə bilir. Bu üsuldan istifadə edərək, zülalın tərkibində olan qarışıqları ayırmaq olur. Bu prosesə dializ deyilir. Zulal molekullarının yarımsızdırıcı membrandan keçməməsi hesabına osmos hadisəsi yaranır. Həlledicinin birtərəfli diffuziyası nəticəsində yaranan təzyiqə osmos təzyiqi deyilir.

Zülalların denaturasiya və renaturasiyası[redaktə | əsas redaktə]

Müxtəlif amillərin təsirindən zülalların ikincili, üçüncülü, dördüncülü quruluşlarının müvəqqəti və ya həmişəlik itməsinə denaturasiya deyilir. Qeyd etmək lazımdır ki,sintetik və təbii peptidlər denaturasiyaya uğramır. Denaturasiyanı törədən faktorlar aşağıdakılardır:

  • Fiziki amillər: temperatur, təzyiq, mexaniki təsir, ultrasəs və ionlaşdırıcı şüaların təsirindən zülallar

koaqulyasiyaya uğrayır. Beləliklə, zülalların hamısı termolabildir. Ancaq elə zülallar var ki, məsələn, bakteriyalarda olanlar temperaturun artmasına qarşı davamlıdır.

  • Kimyəvi amillər: turşu, qələvilər, üzvi həlledicilər, bəzi amid birləşmələri, karbamid, quanidin

duzları, alkaloidlər, bəzi ağır metallar (Zn, Ba). İnsan və heyvan orqanizmində təbii denaturlaşdırıcı vasitə hazırlanır. Bu da xlorid turşusudur. Məhz xlorid turşusunun təsiri ilə zülallar denaturasiyaya uğrayır və fermentlər tərəfindən onların parçalamasına kömək edir. Uzun müddət hesab edilirdi ki, denaturlaşma dönməyəndər. Lakin bəzi hallarda denaturasiyaedici amili kənar etdikdə, (məsələn, karbamid) zülalın bioloji aktivliyi bərpa olunur. Bu renaturasiyadır. Denaturasiya olunmuş zülalların fiziki-kimyəvi və bioloji xassəsinin bərpasına renaturasiya deyilir.

Funksiyaları[redaktə | əsas redaktə]

Zülalların müxtəlifliyi (həm quruluş, həm də fiziki-kimyəvi xassələrinə əsasən) onların çoxlu sayda bioloji funksiyalarına səbəb olur. Bunun üçün də orqanizm üçün səciyyəvi xsusiyyətlər zülallarla əlaqədərdir.

Quruluş funksiyası - Bu funksiyanı yerinı yetirirlər: Plazma membranınınhüceyrə orqanoidlərinin membranlarının tərkibinə daxil olan zülallar, kollagen (sümüklərin, vətərin, qığırdağın komponentləri), keratin (saçın, tükün, dərnaqların, boynuzların komponentləri) və s.

Nəqliyyat funksiyası - Məsələn, onurğalılarda O2-nin nəqliyyatı eritrositərdə olan zülal - hemoqlobinin vasitəsi ilə baş verir; bundan əlavə, hüceyrə membranında ətrafdan hüceyrəyə və hüceyrədən ətrafa maddələrin nəqliyyatında iştirak edən nəqliyyat zülalları var.

Hərəkət funksiyası - Bu funksiyanı yığıla bilən zülallar, miozin və aktin yerinə yetiri. onlar əzələlərin yığılmasına, birhüceyrəli kirpikciklərin, qamçıların hərəkətinə səbəb olur.

Tənzimləyici funksiya - Bəzi hormonlar kimyəvi təbiətli zülaldır. Məsələn, İnsulin. Qlükaqon, somatotropin və s.

Mənbə[redaktə | əsas redaktə]

  1. Ərzaq Malları Əmtəəşünaslığı Əhmədov Ə.İ. səhifə 15

2. Flag of Georgia.svg Gürcüstan Respublikası 11-ci sinif biologiya dərsliyi, səhifə 9 ("Sakartvelos Matsne" nəşriyyat, kod: 835)

3.A.M. Məhərrəmov, M.Ə.Allahverdiyev. Həyat fəaliyyətinin kimyəvi əsasları, Ali məktəblər üçün dərslik, Bakı: «Bakı Universiteti» nəşriyyatı, 2009, 288 s.